(57)【要約】【課題】放射性廃棄物として埋設処分される金属の腐食を抑制して、放射性核種の浸出率を低減することのできる金属の処分方法を提供する。【解決手段】原子炉施設から放射性廃棄物１として搬出されてくる放射化された金属を、異種金属と接触した状態としてドラム缶２内に詰め、固型化材（セメント）を充填して廃棄体３を作成し、廃棄体３を埋設する。これにより、複数の金属間で腐食電位の引っ張り合いがなされ、金属系全体として腐食電流を減少させることができ、放射化された金属中に含まれる放射性核種の浸出率を低く抑えることができる。【選択図】図２
2005326300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物として処分される金属に、当該金属より腐食電位が貴な異種金属又は当該異種金属化合物を接触させることにより、前記金属の腐食速度を減少させることを特徴とする金属の処分方法。
【請求項２】
放射性廃棄物として処分される金属を、当該金属より腐食電位が貴な異種金属又は当該異種金属化合物と接触させた状態とし、この状態で埋設することを特徴とする金属の処分方法。
【請求項３】
前記放射性廃棄物として処分される金属が、放射化された金属又は放射性核種を含む金属であることを特徴とする請求項１又は２記載の金属の処分方法。
【請求項４】
前記異種金属又は当該異種金属を含む化合物として、ジルコニウムまたはジルコニウム化合物を用いることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の金属の処分方法。
【請求項５】
前記放射性廃棄物として処分される金属に、前記異種金属又は当該異種金属化合物を溶射または蒸着することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の金属の処分方法。
【請求項６】
前記放射性廃棄物として処分される金属に、前記異種金属又は当該異種金属化合物を溶接することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の金属の処分方法。
【請求項７】
前記放射性廃棄物として処分される金属を、前記異種金属又は当該異種金属化合物で包摂することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の金属の処分方法。
【請求項８】
前記放射性廃棄物として処分される金属表面に、前記異種金属又は当該異種金属化合物を摩擦コーティングすることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の金属の処分方法。
【請求項９】
放射性廃棄物が充填される容器であって金属からなる容器に、前記金属より腐食電位が貴な異種金属又は当該異種金属化合物を接触させた状態とし、この状態の前記容器を埋設することを特徴とする金属の処分方法。
【請求項１０】
前記異種金属又は当該異種金属化合物として、ジルコニウムまたはジルコニウム化合物を用いることを特徴とする請求項９記載の金属の処分方法。
【請求項１１】
前記容器に、前記異種金属又は当該異種金属化合物を溶接ライニングすることを特徴とする請求項９又は１０記載の金属の処分方法。
【請求項１２】
前記容器を、前記異種金属又は当該異種金属化合物によって包摂することを特徴とする請求項９又は１０記載の金属の処分方法。
【請求項１３】
前記容器に、前記異種金属又は当該異種金属化合物を摩擦コーティングすることを特徴とする請求項９又は１０記載の金属の処分方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射化された金属や放射性核種を含む金属等の放射性廃棄物として埋設処分される金属の処分方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉設備の運転および廃止措置にともなって、放射化された金属等の金属の放射性廃棄物が発生する。このような放射化された金属等を安全に処分するためには、処分後に金属から放出される放射性核種が被ばくにほとんど影響しないようにその浸出を抑制する必要性がある。放射化された金属から放出される放射性核種は金属母材の腐食にともなうため、金属母材の腐食を抑制する必要がある。
【０００３】
一般に、金属の腐食を抑制する方法としては、異種の金属を犠牲電極として用いる防食方法が知られている。この方法では、卑な腐食電位を有する金属と貴な腐食電位を有する金属を接触させることにより、卑の腐食電位を有する金属から貴な腐食電位を有する金属に電子が流れ、卑の腐食電位を有する金属が犠牲電極として腐食し、貴の腐食電位を有する金属の腐食を抑制する。しかしながら、この方法では、犠牲電極として働いた卑の腐食電位を有する金属が完全に腐食して消失した後には、貴の腐食電位を有する金属も腐食され始め、最終的に消失してしまう。また、一般的な防食方法としては、腐食する金属の表面に、防食効果を有する異種の金属を蒸着、溶射、イオンプレーティング等によって被着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−３２２５２４号公報（第２−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高βγ廃棄物である放射化された金属などは、埋設処分されるが、埋設地下条件において腐食され、それに伴い含有している放射性核種を放出し、被ばくの原因となる可能性がある。このため、埋設地下条件において金属の腐食を抑制する方法の開発が求められている。
【０００５】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、放射性廃棄物として埋設処分される金属の腐食を抑制して、放射性核種の浸出率を低減することのできる金属の処分方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の金属の処分方法は、放射性廃棄物として処分される金属に、当該金属より腐食電位が貴な異種金属又は当該異種金属化合物を接触させることにより、前記金属の腐食速度を減少させることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の金属の処分方法は、放射性廃棄物として処分される金属を、当該金属より腐食電位が貴な異種金属又は当該異種金属化合物と接触させた状態とし、この状態で埋設することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の金属の処分方法は、放射性廃棄物が充填される容器であって金属からなる容器に、前記金属より腐食電位が貴な異種金属又は当該異種金属化合物を接触させた状態とし、この状態の前記容器を埋設することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放射性廃棄物として埋設処分される金属の腐食を抑制して、放射性核種の浸出率を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の金属の処分方法の詳細を実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
比較的放射能濃度の高いとされる高βγ廃棄物の大半は金属で占められており、被ばく評価上、C-14が重要な核種とされている。放射化金属に含まれているC-14は埋設環境において金属が地下水等に接液して腐食することにより系外に放出される。
【００１２】
一方、金属に腐食電位が貴な異種金属を接触させることにより、その接触された金属全体が貴な異種金属の影響を受けて腐食速度が減少することがわかった。図１のグラフは、縦軸を腐食電流値（腐食電流密度）、横軸を浸漬時間として、ステンレス鋼であるSUS304に白金を撒きつけた場合と何も接触させていないSUS304の腐食電流密度の経時変化を示すものである。同図に示されるとおり、何も接触させていないSUS304の腐食電流値は３〜４ｎＡ・ｃｍ-2であったのに対して、異種金属である白金線を撒きつけた場合は０．５〜１ｎＡ・ｃｍ-2であり、腐食電流値が未処理のものに比較して１／６〜１／８にまで減少していることがわかった。したがって、放射化金属の埋設後、瞬時に放出する放射性核種を減少させるため、埋設前に異種金属と接触させた状態とするよう処理をしておくことにより、埋設後に腐食による放射性核種放出を低減させることができる。
【００１３】
図２は、放射化された金属を異種金属と接触させた状態で埋設処理する第１の実施形態にかかる金属の処分方法を示すものである。同図において、符号１は、原子炉施設運転に伴う廃棄物を示しており、この廃棄物１としては、チャンネルボックスや使用済み制御棒などの廃棄物、または解体原子炉設備から搬出される廃棄物として制御棒案内管、ジェットポンプ、炉心ポンプ、スタンドパイプ、炉心支持板、スプレースパージャなどの炉内構造物や黒鉛廃棄物がある。それぞれ腐食性の異なる材料を、ドラム缶２に詰め、異種金属と接触した形にして、固型化材（セメント）を充填し廃棄体３を作成する。対象廃棄物の構成材質としては炉内構造物に主に使用されているSUS304、SUS316、SUSF6B（ＰＷＲで使用）などのステンレス鋼およびInconel 718 （ＰＷＲで使用）、低合金鋼のSFVQ１A （ＰＷＲ圧力容器、炭素鋼の１種）、制御棒に使用されているAg合金（Ag−Cd−In）、燃料被覆管やチャンネルボックスに使用されているジルカロイ、黒鉛などがある。
【００１４】
以上のようにして、異種金属を接触させた状態とした廃棄体３を埋設すると、卑な腐食電位から貴な腐食電位へ単純に腐食電流が流れることなく複数の金属間で腐食電位の引っ張り合いがなされ、金属系全体として腐食電流を減少させることができる。これによって、放射化された金属中に含まれる放射性核種の浸出率を低く抑えて、安全評価上問題のない領域とすることができる。
【００１５】
次に、図３を参照して第２の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、廃棄物として搬出されてきた放射化された金属７を、内部を不活性気体雰囲気に制御したフード４内に収容し、溶射装置あるいは蒸着装置５から、廃棄物を構成する金属７よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を、溶射または蒸着する。この後、異種金属６を溶射または蒸着された放射化された金属８を処分容器に入れ、固型化材を注入し、廃棄体３を作成し、この廃棄体３を埋設する。
【００１６】
以上のようにして、放射化された金属７に、腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を溶射あるいは蒸着した後に埋設することにより、金属系全体として腐食電流を減少させることができ、放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００１７】
次に、図４を参照して、第３の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、廃棄物として搬出されてきた放射化された金属７対して、この廃棄物を構成する金属７よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を溶接する。そして、異種金属（あるいは異種金属化合物）６を溶接された放射化された金属８を、処分容器に入れ、固型化材を注入し、廃棄体３を作成し、この廃棄体３を埋設する。
【００１８】
以上のようにして、放射化された金属７に、腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を溶接した後に埋設することにより、金属系全体として腐食電流を減少させることができ、放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００１９】
次に、図５を参照して、第４の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、廃棄物として搬出されてきた放射化された金属７を、この廃棄物を構成する金属７よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）とともに処分容器に入れ、固型化材を注入し、廃棄体３を作成する。このとき、処分容器に入れる異種金属（あるいは異種金属化合物）６の形状として粉体あるいは破砕した粒状形などとすることにより、廃棄物である放射化された金属７を包摂し、異種金属接触の効果が大きくなる。
【００２０】
以上のようにして、放射化された金属７を、腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６で包摂した状態とした後に埋設することにより、金属系全体として腐食電流を減少させることができ、放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００２１】
次に、図６を参照して、第５の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、廃棄物として搬出されてきた放射化された金属７に、この廃棄物を構成する金属７よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を、不活性気体雰囲気下で摩擦コーティングする。そして、異種金属（あるいは異種金属化合物）６を摩擦コーティングされた放射化された金属８を、処分容器に入れ、固型化材を注入し、廃棄体３を作成し、この廃棄体３を埋設する。
【００２２】
以上のようにして、放射化された金属７に、腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を摩擦コーティングした後に埋設することにより、金属系全体として腐食電流を減少させることができ、放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００２３】
次に、図７を参照して、第６の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、処分容器９を、内部を不活性気体雰囲気に制御したフード４内に収容し、溶射装置あるいは蒸着装置５から、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を、処分容器９に対して溶射または蒸着する。そして、異種金属（あるいは異種金属化合物）６を溶射または蒸着された処分容器９に、廃棄物である放射化された金属７を収容し、固型化材を注入し、廃棄体３を作成し、この廃棄体３を埋設する。
【００２４】
以上のようにして、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を溶射あるいは蒸着した処分容器９を用いることにより、このような処理を行わない場合に較べて処分容器９の腐食電流を減少させることができる。これにより、処分容器９に封入した放射化された金属７に含まれる放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００２５】
次に、図８を参照して、第７の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、処分容器９に対して、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を溶接する。そして、異種金属（あるいは異種金属化合物）６が溶接された処分容器１０に、廃棄物である放射化された金属７を収容し、固型化材を注入し、廃棄体３を作成し、この廃棄体３を埋設する。
【００２６】
以上のようにして、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を溶接した処分容器１０を用いることにより、このような処理を行わない場合に較べて処分容器１０の腐食電流を減少させることができる。これにより、処分容器１０に封入した放射化された金属７に含まれる放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００２７】
次に、図９を参照して、第８の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、廃棄物として搬出されてきた放射化金属７を処分容器９に収容し、固型化材を注入し、廃棄体３を作成する。そして、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を、この廃棄体３（処分容器９）とともにコンクリートピット１１に埋設する。このとき、埋設する異種金属（あるいは異種金属化合物）６の形状として粉体あるいは破砕した粒状形などとすることにより、処分容器９を包摂し、異種金属接触の効果が大きくなる。
【００２８】
以上のようにして、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を、廃棄体３（処分容器９）とともにコンクリートピット１１に埋設することにより、処分容器９の腐食電流を減少させることができる。これにより、処分容器９に封入した放射化された金属７に含まれる放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００２９】
次に、図１０を参照して、第９の実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態では、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６（本実施形態ではジルコニウムあるいはその化合物）を、不活性気体雰囲気下で処分容器９に摩擦コーティングする。そして、この異種金属（あるいは異種金属化合物）６を摩擦コーティングした処分容器９に廃棄物である放射化金属７を収容し、固型化材を注入し、廃棄体３を作成し、この廃棄体３を埋設する。
【００３０】
以上のようにして、処分容器９を構成する金属よりも腐食電位が貴である異種金属（あるいは異種金属化合物）６を摩擦コーティングした処分容器９を用いることにより、このような処理を行わない場合に較べて処分容器９の腐食電流を減少させることができる。これにより、処分容器９に封入した放射化された金属７に含まれる放射性核種の浸出率を低減することができる。
【００３１】
以上説明したとおり、上述した各実施形態では、放射化された金属が腐食して、放射性核種が放出されることを抑制することができる。なお、上述した各実施形態では、放射化された金属を放射性廃棄物として処分する場合について説明したが、放射性核種を含む金属についても同様にして適用することができ、たとえば、プルトニウム等を含むＴＲＵ（超ウラン元素）廃棄物などについても同様にして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】白金と接触させたSUS304の腐食電流密度の経時変化を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図４】本発明の第３の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図５】本発明の第４の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図６】本発明の第５の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図７】本発明の第６の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図８】本発明の第７の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図９】本発明の第８の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【図１０】本発明の第９の実施形態の金属の処分方法を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１…放射性廃棄物、２…ドラム缶、３…廃棄体、４…フード、５…溶射または蒸着装置、６…異種金属（あるいは異種金属化合物）、７…放射化された金属、８…異種金属接触処理した金属、９…処分容器、１０…異種金属接触処理した処分容器、１１…コンクリートピット。
【図１】
2005326300.tif 000003
【図２】
2005326300.tif 000004
【図３】
2005326300.tif 000005
【図４】
2005326300.tif 000006
【図５】
2005326300.tif 000007
【図６】
2005326300.tif 000008
【図７】
2005326300.tif 000009
【図８】
2005326300.tif 000010
【図９】
2005326300.tif 000011
【図１０】
2005326300.tif 000012